斜拉橋結(jié)構(gòu)魯棒性分析與評價.pdf

1、斜拉橋通常位于交通生命線上的咽喉位置，一旦出現(xiàn)安全問題，將會造成嚴重的經(jīng)濟損失和社會影響。而隨著現(xiàn)代化進程的加深，斜拉橋面臨的內(nèi)外部風險日趨復(fù)雜，不相稱破壞等“非傳統(tǒng)安全”問題開始凸顯，常規(guī)的結(jié)構(gòu)安全設(shè)計方法遭遇嚴峻的挑戰(zhàn)。目前，斜拉橋的安全設(shè)計主要基于理想無損狀態(tài)下的極限狀態(tài)檢算，而極少考慮結(jié)構(gòu)在遭受意外干擾或者局部損傷后的性能。因此，對斜拉橋的結(jié)構(gòu)魯棒性進行系統(tǒng)性研究已是當務(wù)之急，這對提高斜拉橋結(jié)構(gòu)抵抗不相稱破壞的能力具有重要的理論

2、意義和工程價值。
　　本文從斜拉橋敏感風險源評估、施工階段結(jié)構(gòu)魯棒性、運營階段抗震魯棒性和結(jié)構(gòu)魯棒性評價方法等幾個方面展開研究。
　　對斜拉橋在施工階段和運營階段的敏感風險源進行了識別和歸類，并利用基于ALARP準則的風險矩陣評估方法對典型風險源進行了分級評價。針對斜拉橋結(jié)構(gòu)，研究了偶然事件控制法、增強抗力和延性法、替代荷載路徑法及增設(shè)消能裝置法等四條結(jié)構(gòu)魯棒性改善方法的適用性。
　　以湖南赤石特大橋為例研究了高墩多塔

3、斜拉橋施工階段的結(jié)構(gòu)魯棒性問題?；诔嗍髽蚋叨斩嗨Y(jié)構(gòu)的施工階段特征，對遭受局部斷索情況的最大雙懸臂施工階段進行了分析，同時研究了設(shè)置不同的備用索方案對剩余結(jié)構(gòu)靜力響應(yīng)的優(yōu)化作用。結(jié)果表明，懸臂施工階段備用索可以提供冗余的荷載傳遞路徑，協(xié)助剩余結(jié)構(gòu)更好地進行內(nèi)力重分布，從而保證斜拉橋結(jié)構(gòu)在遭受局部斷索后仍是魯棒的。
　　以四川雅安大興二橋為例研究了單索面單塔斜拉橋的抗震魯棒性問題?；诖笈d二橋在分別設(shè)置縱、橫向阻尼器和抗震墩之后

4、的地震響應(yīng)，研究了增加消能冗余路徑和增強關(guān)鍵構(gòu)件消能能力這兩項措施對斜拉橋抗震魯棒性的改善作用，進而提出基于塔底彎矩的抗震魯棒性評價指標。結(jié)果表明該指標能初步評定斜拉橋結(jié)構(gòu)的抗震魯棒性。
　　借鑒建筑結(jié)構(gòu)魯棒性的研究成果，針對斜拉橋結(jié)構(gòu)魯棒性量化分析的現(xiàn)狀與困境，提出以關(guān)鍵構(gòu)件或關(guān)鍵節(jié)點的靜力響應(yīng)作為斜拉橋結(jié)構(gòu)魯棒性評價體系的出發(fā)點。進而選取包括斜拉索應(yīng)力、主梁壓應(yīng)力、位移、橋塔彎曲應(yīng)變能和關(guān)鍵節(jié)點構(gòu)造魯棒性在內(nèi)的五項基礎(chǔ)性分項指